综掘工作面粉尘产生及防治

综掘工作面80%的粉尘是由掘进机掘进过程中破碎煤岩产生的，是综掘面第一尘源。当掘进机上尖锐的截齿截割煤岩时，在接触点处将产生很高的接触应力。随着截割力的增大，接触应力也逐渐增大到极限值，这样就在接触点处首先产生破碎。由于破碎发生在很小的区域内，破碎颗粒也比较小，并且接触点附近一般处于受三向压应力状态，因此这部分破碎体一般难以排除刀外，随着截齿的前进，这部分破碎体再次遭到破碎，直到形成密实的煤粉核（又叫密实核或压固核），这时截齿的能量才得以通过煤粉核传递给周围煤岩。在煤粉核与未破碎的煤岩体间的过渡区域是众多微裂纹的集合体，随着截割力的继续增大，某些分布位置有利的裂纹开始失稳扩展。当截齿载荷达到临界值时，裂纹开始失稳扩展，迅速到达自由面，同时剩余能量释放，使得碎块崩出，这就解除了煤粉核的约束状态。煤粉核本身积聚的能量也突然得到释放，造成粉尘飞扬。

目前掘进机常用的防治措施为喷雾降尘。具有系统简单、布置灵活、使用方便、成本低等优点，在产尘量较小时可实现高效捕尘；但其在产尘量大的情况下，雾滴无法充分与粉尘接触，导致其降尘效率一般，多在50%—60%左右。

徐州博泰研发的矿用泡沫降尘装置可以有效治理综掘工作面粉尘，该矿用泡沫抑尘装置产生的泡沫通过良好的覆盖、湿润、黏附等方式作用于粉尘，使粉尘得到全面包覆，从根本上阻止粉尘的产生及向外扩散，进而有效地降低采掘面上粉尘浓度，提高抑尘效率，降低抑尘成本，改善采掘工作面环境，提高井下作业人员工作效率，有效降低采掘一线职工尘肺病的发病率。

参考文献：

[1]王庆国.煤矿综掘工作面泡沫—水雾一体化降尘技术及应用研究[D].中国矿业大学,2018.